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DOWNLOAD Sebastian Lemke Naturgewalten der Atmosphäre und U HydrosphäreA H C S R Materialien für den Erdkundeunterricht am Gymnasium Downloadauszug aus dem Originaltitel: Bergedorfer ® Unterrichtsideen O V Sebastian Lemke ERDKUNDE Naturgewalten und Naturkatastrophen Materialien für den Erdkundeunterricht am Gymnasium GYMNASIUM 5.– 10. Klasse zur Vollversion Das Werk als Ganzes sowie in seinen Teilen unterliegt dem deutschen Urheberrecht. Der Erwerber des Werkes ist berechtigt, das Werk als Ganzes oder in seinen Teilen für den eigenen Gebrauch und den Einsatz im eigenen Unterricht zu nutzen. Die Nutzung ist nur für den genannten Zweck gestattet, nicht jedoch für einen schulweiten Einsatz und Gebrauch, für die Weiterleitung an Dritte (einschließlich aber nicht beschränkt auf Kollegen), für die Veröffentlichung im Internet oder in (Schul-)Intranets oder einen weiteren kommerziellen Gebrauch. Eine über den genannten Zweck hinausgehende Nutzung bedarf in jedem Fall der vorherigen schriftlichen Zustimmung des Verlages. Verstöße gegen diese Lizenzbedingungen werden strafrechtlich verfolgt. verfo U A H C S R O V zur Vollversion II Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre 1 Aufbau der Erdatmosphäre 400 200 100 km 60 40 U A 20 10 km 8 6 4 H C 2 S R 1 ATMOSPHÄREN-SCHICHT ATM HT LEUCHTERSCHEINUNG LEUCHTE SCH O V 1.. a) Ergänze Erg in den Feldern � bis � die Atmosphärenschichten: Atmosphär Mesopause, Troposphäre, Thermosphäre (Ionosphäre), osphä Stratopause, atopa Exosphäre, Tropopause, Stratosphäre, Mesosphäre. b) Ordne die folgenden en en Le Leuchterscheinungen einu einer Atmosphärenschicht zu und trage sie in die Grafik ein: n: Polarlic Polarlicht, t, Blit Blitze, Meteore (Sternschnuppen), Perlmuttwolken. 2. Begründe egründe jjeweils: weils: a) Verkehrsfl Verkehrsflugzeuge ugzeug fliegen auf ihrer Reiseflughöhe bevorzugt am oberen Ende der Troposphäre, oposphä dem Bereich der Tropopause. b) Flugzeuge verfügen über Druckkabinen. Sebastian Lemke: Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre © Persen Verlag zur Vollversion 1 II Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre 2 Globale atmosphärische Zirkulation 1. a) Zwischen dem Äquator und den Polen besteht ein Energie- und Temperaturgegensatz. Beschreibe und erkläre diesen Gegensatz. b) Hinsichtlich der Strahlungsbilanzen müsste es am Äquator immer wärmer er und an den Polen zunehmend kälter werden. Begründe anhand der globalen atmosphärischen Zirkulation, weshalb hen Z dies nicht der Fall ist. U A H C S R Zirkulation 2. Ergänze im Schema der globalen atmosphärischen tmosp schen Zirkulat on die zwei bestimmenden Höhenwinde und die drei bodennahen Windsysteme. Höhenwi hen Winds teme. km Höhe 15 10 O V ro opaus Tropopause ITC 5 Sebastian Lemke: Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre © Persen Verlag 30° Äquatoriale Tiefdruckrinne Äquator subtropischer Hochdruckgürtel 60° subpolare Tiefdruckrinne polares Hoch 90° zur Vollversion 2 II Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre 3 Zyklonen – wandernde Tiefdruckwirbel 1. Der Text beschreibt den typischen Lebenslauf einer Zyklone über Europa. a) Ergänze die fehlenden Begriffe. b) Gib den fünf Stadien jeweils eine passende Überschrift: Reifestadium, Okklusion, Entwicklung, Anfangssituation, Wellenstörung Stadium 1: Entlang der __________________, etwa auf der Höhe Islands, trifft warme __________________luft aus dem Süden mit kalter __________________luft aus dem Norden zusammen. Der über der Polarfront befindliche Höhenstrahlstrom (__________________) __) in der wärmeren Luftmasse weht verhältnismäßig langsam. U A Stadium 2: Der große __________________gegensatz zwischen n beiden Luf Luftmassen tmassen fü führt dazu, dass die Grenzfläche in Schwingungen versetzt und wellenförmig lle g verboge verbogen wird. Der Je Jetstream beginnt zu mäandrieren, es bilden sich Tröge und Rücken. In den T Trögen en fällt der D Druck uck in B Bodennähe ab – es entsteht ntsteht e ein Tiefdruckgebiet (__________________). H C rsinn zzu drehen. Dabe Stadium 3: Um den Kern des Tiefs beginnt sich di die Luft gegen den Uhr Uhrzeigersinn Dabei dringt en die kalte Polarluft vor, während re end d ach S die warme Tropikluft nach Norden g gegen die Polarluft n nach Süden gegen S R schoben wird. Am vvorderen Rand der Tropikluft ft bild ne ____ __________________; die Tropikluft verschoben bildet sich e eine am vorderen eren Rand d der er Polarlu Polarluft eine __________________. _ An der Wa Warmfront mfron gleitet die leichtere Warmluft mit mi einem höhere höheren Feuchtigkeitsgehalt auf die e kalte Luft a auf uf und küh kühlt sich dabei ab. Es kommt zur Bewölkung ewölkung und __________________. __. O V Stadium 4: Die warme Luft sströmt weiter Norden und die kalte Luft weiter nach Süden. Das Tief hat Sta iter nach Norde sich zu einem Wirbel entwicke entwickelt und wandert ande mit dem Jetstream in der Höhe nach __________________. Zwischen Warmfront front und nd Kaltfront Ka befindet sich ein Keil von Warmluft, der sogenannte _______________. Stadium 5: Da die warm warme Luft durch das Aufgleiten Bewegungsenergie verliert, rückt die Kaltfront zunehd an die W mend Warmfront heran; der __________________ wird immer kleiner. Schließlich holt die Kaltfront die Warmf Warmfront ein. Die kalte Luft schiebt sich unter die warme Luft und hebt diese vom Boden ab. Es kommt zur __________________; beide Fronten vereinigen sich zu einer __________________front. Die leichtere Warmluft gleitet auf die Kaltluft auf, wird vollständig in die Höhe gehoben und kühlt sich ab. Im Endstadium besteht das ganze Tief nur noch aus Kaltluft. Die __________________ löst sich auf. 2. Erläutere die Bedeutung der Zyklonen für die globale atmosphärische Zirkulation. Sebastian Lemke: Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre © Persen Verlag zur Vollversion 3 II Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre 4 Tropische Wirbelstürme Äquator 1. Tropische Wirbelstürme tragen je nach Entstehungsgebiet unterschiedliche he Name Namen. Benenne mithilfe der Karte die Hauptentstehungsgebiete und ergänze die jeweilige ge Bezeichn Bezeichnung des Wirbelsturms. U A Entstehungsgebiet Bezeic Bezeichnung nung des W Wirbelsturms b � H C � � � S R � � O V Recherc er denen tropische Wirbelstürme entstehen. 2. Recherchiere die Bedingungen, unter Notier Notiere stichpunktartig. Sebastian Lemke: Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre © Persen Verlag zur Vollversion 4 II Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre 5 Tornados 1. Was sind Tornados und unter welchen Bedingungen entstehen sie? Ergänze den Lückentext mithilfe der folgenden Begriffe: Achse, Aufsteigen, Erdboden, Festland, feuchtwarme Luft, Großtromben, Hurrikan, Kaltluft, schmal, Sonneneinstrahlung, Temperatur, Windhosen, Windstärke, Wirbelsturm, Wolke Ein Tornado ist ein schnell rotierender __________________, der sich vom __________________ bis zur Unterseite einer __________________ erstreckt. Im Vergleich zu einem __________________ ist der entstehende Luftwirbel eines Tornados sehr __________________ und ähnelt elt ein einer fast senkrechten Röhre, die sich schnell um ihre eigene __________________ dreht. Tornados werden rden a auch als __________________ oder __________________ bezeichnet. U A Tornados entstehen über dem __________________ in Verbindung ng mit mäch mächtigen tigen Gewitte Gewitterwolken. Eine Grundvoraussetzung ist, dass _____________________ __ _ am Bod Boden auf hochrei hochreichende _______________ ___________ Gleichzeitig zeitig mü müstrifft. Dabei kommt es zu großen Feuchtigkeits-- und __________________gegensätzen. H C sen die __________________ und Windrichtung richtun am B Boden oden und in der Höhe unterschiedlich rschiedlich sta stark rk ausge ausgeprägt sein. Intensive ______________ __ __ ____ _ fü führt rt sch schließlich zum spiralförmigen ____________ __________________ bodennaher Warmluft. S R 2. Beschreibe die unterschiedlichen Luftströme, be anhand der Grafik d ströme, innerhalb Tornados die inn halb eines T ad bestehen. Warmluft Kaltluft O V 3. Tornados werden anhand der Fujita-Skala in sogenannten F-Stufen klassifiziert. Recherchiere und dos w stelle die Windgeschwindigkeiten und mögliche Schäden eines F0- und eines F5-Tornados gegenüber. Vergleicht eure Ergebnisse. F-Stufe Windgeschwindigkeit Schäden F0 F5 Sebastian Lemke: Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre © Persen Verlag zur Vollversion 5 II Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre 6 Unwetter – extreme Wetterereignisse 1. „Unwetter“ steht als Sammelbegriff für extreme Wetterereignisse. Diese richten oft große Schäden an und können lebensbedrohlich sein. Nenne mindestens fünf Unwetterereignisse. 2. Zu den komplexen Unwetterereignissen zählen Gewitter, begleitet von Blitz, D Donner und heftigen Schauern (z. B. Regen, Hagel). a) Die Grafik zeigt ein typisches „Wärmegewitter“. Kreuze die zutreffenden Aussagen an. Wärmegewitter bilden sich, … £ wenn kalte Luft entlang einer Kaltfront auf feuchtwarme Luft trifft und die warme Luft me Lu zum raschen Aufstieg gezwungen wird. rd. £ wenn bodennahe, feuchtwarme über e Luft ü ber dem Festland in große Höhe he aufsteigt. U A H C Wärmegewitter treten n… £ in sommerlichen Hitzeperioden auf. chen Hitzeperiod n auf £ in der warmen Jahreszeit auf. men und kalten Ja S R Wärmegewitter entstehen megewitter e tstehen … nur £ n ur über dem Festland. sowohl £ so wohl über dem Festland als auch über er dem Meer. O V Nenne die Gewitterart, für die die Aussagen in Aufgabe 2a) zutreffen. b) Nen e anderen drei Au 3. a) Erkläre,, wodurch B Blitze entstehen. tze en b) Obwohl Blitz und Donner bei einem Gewitter gleichzeitig entstehen, nimmt man den Blitz vor dem Donner wahr. Begründe. Sebastian Lemke: Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre © Persen Verlag zur Vollversion 6 II Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre 7 Naturgewalt der Gezeiten 1. Die Gezeiten bezeichnen das periodische Steigen und Fallen des Meeresspiegels. Ordne der rechten Grafik die richtigen Begriffe zu und erkläre diese in einem Satz: Tidenhub, Niedrigwasser, Flut, Ebbe, Hochwasser � � U A � � H C � S R 2. In bestimmter mter Kons Konstellation ellation von E Erde, Mond und Sonne fällt ällt der Ti Tidenhub enhu besonders hoch oder besonde sonders niedrig aus. Erkläre kläre mithilfe der Grafiken, unter welchen w Vo Voraussetzungen aus es zur Springtide (Springfl (Springflut) ut) bzw. zur Nipptide (Nippflut) t) kkommt. t. Springtide: Springtid de: Vollmond Nipptide: O V Neumond Neum Sonne Halbmond Sonne Halbmond Sebastian Lemke: Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre © Persen Verlag zur Vollversion 7 II Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre 8 Sturmfluten – Naturgefahren an den Küsten 1. Eine Sturmflut tritt ein, wenn das Hochwasser bei Sturm mindestens 1,50 m höher aufläuft als im Mittel. Ab einem Hochwasserstand von 2,50 m über dem mittleren Hochwasser spricht man von einer schweren Sturmflut, ab 3,50 m von einer sehr schweren Sturmflut. a) Die Entstehung von Sturmfluten wird von verschiedenen Faktoren begünstigt. Nenne mindestens zwei Einflussfaktoren und erkläre diese beispielhaft. U A H C b) Beschreibe Gefahren, Sturmfluten ausgehen. ahren, die von S urmfl S R O V 2. Einige Wissenschaftler prognostizieren, dass sich die Sturmflutgefahren infolge des Klimawandels e Wissen erhöhen. Diskutiere mögliche Gründe. en. D Sebastian Lemke: Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre © Persen Verlag zur Vollversion 8 II Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre 9 Hochwasser und Überschwemmungen an Flüssen 1. Erkläre mithilfe der Grafik, was man unter einem Hochwasser versteht. I Niedrigwasser II Mittelwasser III Hochwasser 2. a) Nenne Wetterereignisse, die zu einem erhöhten Hochwasserrisiko führen. ühren. U A b) Auch menschliche Eingriffe in den Naturhaushalt haush lt können zzur Entstehung von Hochwassern assern entscheidend beitragen. Nenne zwei Beis Beispiele und begründe jeweils ihren iele u d begr en Einfluss. H C S R O V 3. Wenn bei Hochwasser über seine Ufer tritt, kann dies zu großen Überschwemmungen nn ein Fluss F Hochwa führen. Diskutiert mögliche Folgen. hren. Dis tiert mög Sebastian Lemke: Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre © Persen Verlag zur Vollversion 9 II Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre 10 Gletscher – Ströme aus Eis 2 1 4 3 7 6 5 8 12 U A 11 9 H C 1. Ordne die Ziffern � bis �� aus de dem Blockbild jeweils richtig zu. S R Endmoräne Gletscherbach tscherbach Gle Gletscherspalten scherspalt Gle Gletschertor O V Gletscherzunge Grundmoräne ne 10 Nährgebiet Sandersedimente dersed mente Schneegrenze SchneeS hnee- und Firnfeld Seitenmoräne Se Zehrgebiet 2. Ergänze ze d den en Text zur En Entstehung tsteh von Gletschern. Ein n Gletscherr entste entsteht nur unter zwei Bedingungen: Erstens muss ausreichend Niederschlag in Form rm von ____________ fallen, zweitens muss ein Teil des Schnees auch in den _______________monaten liegen bleiben. Beide Voraussetzungen sind oberhalb der klimatischen _______________________ erfüllt. Dort befindet sich das ___________gebiet des Gletschers. Aus dem Neuschnee bildet sich zunächst der ______________ und durch zunehmenden ______________ schließlich __________. Erst wenn die Eismassen eine ausreichende _____________________ besitzen und beginnen sich talwärts zu bewegen, spricht man von einem _________________. Das Gebiet, in dem ein Gletscher anfängt zu schmelzen, wird als _______________________ bezeichnet. Sebastian Lemke: Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre © Persen Verlag zur Vollversion 10 II Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre 11 Lawinen – die weiße Gefahr 1. Es werden grundsätzlich drei Arten von Lawinen unterschieden: die Schneebrettlawine, die Lockerschneelawine und die Staublawine. a) Betrachte die Bilder und bestimme den jeweils abgebildeten Lawinentyp. A U A B Lawinentyp: H C C b) Ordne die folgenden Merkmale jeweils einem Lawinentyp zu: punktförmigen Anriss, u: � hat punktf rmigen Anris � ist bis zu 350 km / h schnell, � erzeugt gefährliche Druckwellen, typische Skifahrererze we ellen � gilt als typisc Lawine, � hatt linienförmigen Anriss, � reißt durch Kettenreaktion mehr S Schnee mit sich, An enre ktion iimmer mmer meh � besteht � gleitet in Schollen talwärts, teht aus Luft-Schnee-Gemisch, Luft-Schnee-G hollen talw ärts, � vergleichsweise weniger gefährlich gef hrlich S R Schneebrettlawine Schneeb Lo Lockerschneelawine erschneelaw ne Staublawine O V 2. a) Lawinen Lawine werden immer imm durch mehrere Faktoren ausgelöst. Nenne mindestens drei natürliche Fakto Faktoren, die die Lawinenbildung beeinflussen. b) Auch menschliches Handeln kann die Entstehung von Lawinen begünstigen oder diese sogar auslösen. Begründe. Sebastian Lemke: Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre © Persen Verlag zur Vollversion 11 II Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre 12 Dürren und Dürrekatastrophen U A H C 1. a) Erkläre den Begriff „Dürre“.. S R eibe w rre zu ein tastro b) Besch Beschreibe, wann sich eine Dürre einer Dürre Dürrekatastrophe ausweitet. O V 2. Dürren können unterschiedlichste Ursachen und Folgen haben. Erstelle mithilfe der folgenden Stichwörter ein Wirkungsschema in deinem Heft: Trinkwasserknappheit; Hungersnot; zu wenig Kühlwasser für Kraftwerke; warme, trockene Winde; Krankheiten; weniger Viehfutter; Gefahr von Waldbränden; zu geringe Niederschläge; „Hitzetote“; höhere Verdunstung durch höhere Temperaturen; Engpässe in der Stromversorgung; Dürre; sinkende Wasserstände von Grundwasser, Flüssen und Seen; Ernteausfälle Sebastian Lemke: Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre © Persen Verlag zur Vollversion 12 II 1 Aufbau der Erdatmosphäre Seite 1 1. a) und b) Exosphäre 400 200 Thermosphäre Polarlicht 100 km Mesopause Mesosphäre Stratopause Meteore 60 40 Stratosphäre 20 10 km 8 6 4 2 Perlmuttwolken Tropopause U A Blitze ze Troposphäre H C 1 ATMOSPHÄRENSCHICHT ÄRENSCHICHT S R LEUCHTERSCHEINUNG L U NU 2. a) Die Tropopause fehlender Wettereinflüsse (z. B. Gewitter, popause liegt li gt oberhalb des d Wettergeschehens; aufgrund grund fehle nder W starke somit weniger Turbulenzen. sta Winde) gibt es somi weitere Der Luftdruck und damit der Reibungswider Reibungswiderstand sind geringer, das Flugzeug benötigt weite e Gründe: D tand sin weniger Treibstoff (Kerosin); es gibtt es kein keine gefährlichen „Hindernisse“ (z. B. Berge, Vögel). wenig r Treibsto efährlichen „Hin dern b) Druckkabinen gleichen den abnehmenden aus. Ohne Druckausgleich wäre die Luft Druck menden Luftdruck Luft uck in der Höhe H im B Bereich der oberen Troposphäre zu dünn und zzu sauerstoffarm. u sau O V II 2 Globale atmosphärische ärische Zirkulation tion Seite 2 1. a) Am Äquator Strahlungsbilanz positiv, d. h. es besteht ein Energieüberschuss > Luft und Boden eror ist die S trahlun wärmen entsprechend n sich entsprec hend sstark. An den Polen ist die St Strahlungsbilanz negativ, d. h. es besteht ein Energiemangel > Luft und Boden kühlen h entsprechend ab. entspre end stark a b) Die Zirkulation sorgt für einen Ausgleich zwischen den warmen tropischen Lufte globale atmosphärische t massen assen und un den kalten polaren Luftmassen. Am Äquator steigt warme Luft auf, dort bildet sich am Boden ein Ti Tiefdruckgebiet; an den Polen sinkt kalte Luft ab, es entsteht ein bodennahes Hochdruckgebiet. In der Höhe ist es umgekehrt. Um die Druckunterschiede auszugleichen, strömt die bodennahe Luft von den Polen in Richtung Äquator und die Luft in der Höhe vom Äquator in Richtung der Pole. So kommt es letztlich zu einem Wärmeaustausch zwischen der Äquatorregion und den Polen. (Zusatz: Der Wärmeaustausch zwischen Äquator und Pol erfolgt jeweils nicht über ein großes, sondern über mehrere Zirkulationssysteme, die aus der Erdrotation bzw. der Corioliskraft resultieren.) Sebastian Lemke: Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre © Persen Verlag zur Vollversion 13 2. km Höhe 15 10 SubtropenJetstream PolarfrontJetstream Tropopause ITC 5 außertropischer Westwind II 3 Zyklonen – wandernde Tiefdruckwirbel Äquator Äq U A H C 1. a) und b) Anfangssituation Passatwind wind Äquatoriale Tiefdruckefdruckrinne nne polarer Ostwind 30° subtropischer Hochdruckgürtel g 60° subpolare Tiefdruckrinne polares Hoch 90° Seite 3 Sei g de wa au arme Tropik luftt aus aus de Stadium 1: Entlang der Polarfront, etwa auf der Höhe Islands, trifft warme dem Süden mit us dem Norden zusa arfront befindliche efindliche Höhens kalter Polar luft aus zusammen. Der über der Polarfront Höhenstrahlstrom (Jetlarfrontjetstre asse weht verhäl stream, genauer: Po Polarfrontjetstream) in der wärmeren Luftmasse verhältnismäßig langsam. S R Wellenstörung Wellen störu adium 2: Der gro egensa zwischen wischen beiden Luftma Stadium große Temperatur gegensatz Luftmassen führt dazu, dass die Grenzfläi ellenförmig verbogen rbogen wird. D che in S Schwingungen versetzt und wellenförmig Der Jetstream beginnt zu mäandrieren, es bilden ssich Tröge und Rücken. In den Trögen fällt de derr Druc Druck in Bodennähe ab – es entsteht ein Tiefdruckgebie gebiet (Bodentief). O V Entwicklung ern de in sich die Luft gegen den Uhrzeigersinn zu drehen. Dabei dringt Stadium 3: Um den K Kern des Tiefs beginnt die warme Tropikluft na nach h Nor Norden gegen die kalte Polarluft vor, während die Polarluft nach Süden gegen die Tropikluft opik uft verschoben wird. Am vorderen Rand der Tropikluft bildet sich eine Warmfront; am vorderen Rand der P olarluft eine K Polarluft Kaltfront. An der Warmfront gleitet die leichtere Warmluft mit einem höheren Feuchtigkeitsgehalt euchtigkeitsgehalt a auf die kalte Luft auf und kühlt sich dabei ab. Es kommt zur Bewölkung und Kondenon. sation. sta Reifestadium Stadium 4: Die warme Luft strömt weiter nach Norden und die kalte Luft weiter nach Süden. Das Tief hat sich zu einem Wirbel entwickelt und wandert mit dem Jetstream in der Höhe nach Osten. Zwischen Warmfront und Kaltfront befindet sich ein Keil von Warmluft, der sogenannte Warmsektor. Okklusion Stadium 5: Da die warme Luft durch das Aufgleiten Bewegungsenergie verliert, rückt die Kaltfront zunehmend an die Warmfront heran; der Warmsektor wird immer kleiner. Schließlich holt die Kaltfront die Warmfront ein. Die kalte Luft schiebt sich unter die warme Luft und hebt diese vom Boden ab. Es kommt zur Okklusion; beide Fronten vereinigen sich zu einer Okklusions front. Die leichtere Warmluft gleitet auf die Kaltluft auf, wird vollständig in die Höhe gehoben und kühlt sich ab. Im Endstadium besteht das ganze Tief nur noch aus Kaltluft. Die Zyklone löst sich auf. Sebastian Lemke: Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre © Persen Verlag zur Vollversion 14 2. In den wandernden Tiefdruckwirbeln (Zyklonen) kommt es zur Verwirbelung und Vermischung der kalten Polarluft mit der warmen Tropikluft. Dadurch tragen Zyklonen zum Ausgleich des globalen Temperaturgegensatzes zwischen dem warmen Äquator und den kalten Polen bei. II 4 Tropische Wirbelstürme Seite 4 � � � Entstehungsgebiet Nordöstlicher Pazifischer Ozean Nördlicher Atlantischer Ozean Nördlicher Indischer Ozean � Südlicher Indischer Ozean � � Nordwestlicher Pazifischer Ozean Südwestlicher Pazifischer Ozean 1. Bezeichnung des Wirbelsturms Hurrikan (auch: Cordonazo) Hurrikan Zyklon Zyklon (im südöstlichen Indischen Ozean vor Australien traditionell auch: Willy-Willy) Taifun Zyklon 2. wesentliche Bedingungen: fe) – mindestens 27 °C Wassertemperatur (bis in mindestens 50 m Tiefe) – hohe Luftfeuchtigkeit (durch hohe Wassertemperatur gegeben) massen nach ach sich, sod – Warme Luftmassen steigen auf und ziehen andere Luftmassen sodass Winde entstehen. rt und lässt zusätzliche Wärme entstehen;; Luftm – Feuchtigkeit in aufsteigenden Luftmassen konde kondensiert Luftmashrem Aufstieg fstieg beschl unigt (da durch Erwärmung geringe sen werden dadurch weiter erwärmt und in ihrem beschleunigt geringeres spezifisches Gewicht). i annähernd annäh rnd gleicher gl hen wie die Winde Wi e des – Umgebungswinde müssen ähnlich stark und in Richtung wehen entstandenen Sturms. urch ho en Luftdruck n kt; be usst du ch die Coriolis – aufgestiegene Luft wird durch hohen nach außen gelenkt; beeinflusst durch Corioliskraft beginnt der Wirbelsturm zu rotieren. nds uck; am Ran dd – in der Mitte des Wirbels bildet sich windstilles Auge mit abfallendem Luftd Luftdruck; Rand des Auges n sich starke tarke Aufwinde na schrauben nach oben. U A H C S R II 5 Torna dos Tornados Seite 5 1. Ein Tornad o ist ein sschnell rotierender Wirbelst Tornado Wirbelsturm, der sich vom E Erdboden bis zur Unterseite einer Wolke erstreckt. Im Vergleich zu einem Hurrikan kan ist der e stehende L entstehende Luftwirbel eines Tornados sehr schmal und ähnelt e e sich schnell um m ih einer fast senkrechten Röhre, die ihre eigene Achse dreht. Tornados werden auch als Gro ose bezeichnet. hnet. Großtromben oder Windhosen er dem F Tornados entstehen über Festland in Ve Verbindung mit mächtigen Gewitterwolken. Eine Grundvoraussetchwarme L en auf hochreichende Kaltluft trifft. Dabei kommt es zu großen zung ist, dass feuchwarme Luft am Boden s- u eratur Feuchtigkeitsund Temp Temperaturgegensätzen. Gleichzeitig müssen die Windstärke und Windrichtung am Bod in der Höhe unter chied den und unterschiedlich stark ausgeprägt sein. Intensive Sonneneinstrahlung führt schließlich m spiralfö migen Aufste zum spiralförmigen Aufsteigen bodennaher Warmluft. nerhalb eines s Tornad 2. Innerhalb Tornados steigt feuchtwarme Luft in die Höhe und kondensiert. Von Oben strömt kalte Luft mit hoher Geschwin Geschwindigkeit zum Boden. Durch die entgegengesetzten Windrichtungen werden die aufsteigenden assen in eine starke Rotation versetzt. Es bildet sich schließlich der typische Wolkenschlauch („TornadoLuftmassen rüssel“), in dem die kondensierte Luft mit extrem hoher Geschwindigkeit aufwärts rotiert. O V 3. F-Stufe F0 F5 Windgeschwindigkeit* 64 bis 116 km / h 419 bis 512 km / h Schäden (Beispiele)* Schornsteine und Reklametafeln werden demoliert, Äste abgebrochen und flach wurzelnde Bäume umgestoßen. Stabile Gebäude werden aus ihren Fundamenten gehoben. Autos fliegen mehr als 100 Meter durch die Luft. Stahlbetonkonstruktionen werden beschädigt und sogar Baumstämme entrindet. * nach DWD, http:/ / www.deutscher-wetterdienst.de / lexikon / index.htm?ID=F&DAT=Fujita-Skala Sebastian Lemke: Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre © Persen Verlag zur Vollversion 15 II 6 Unwetter – extreme Wetterereignisse Seite 6 1. Beispiele: Gewitter (z. B. Wärmegewitter, Frontgewitter), Blitzschlag, starke Windböen (z. B. Fallböe bzw. Downburst), Sturm, Wirbelsturm / Orkan (z. B. Hurrikan, Tornado), Überflutung, Sturmflut, Starkregen, Eisregen, Hagel, extremer Schneefall, extreme Kälte / extreme Hitze, Glatteis 2. a) – Wärmegewitter bilden sich, wenn bodennahe, feuchtwarme Luft über dem Festland in große Höhe aufsteigt. – Wärmegewitter treten in sommerlichen Hitzeperioden auf. – Wärmegewitter entstehen nur über dem Festland. b) Frontgewitter 3. a) Die festen und flüssigen Teilchen in der Gewitterwolke werden durch die starken Turbulenzen elektrisch aufgeladen: In den kalten, oberen Wolkenschichten befinden sich positiv geladene Eisteilchen, in den unteren Wolkenschichten negativ geladene Wasserteilchen. Die extremen Spannungsunterschiede entladen nung sich schließlich in Form von Blitzen. b) Das Licht des Blitzes breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit (ca. 300 000 km / s = 300 00 000 000 m / s) aus, der Donner dagegen „nur“ mit Schallgeschwindigkeit (ca. 343 m / s). U A II 7 Naturgewalt der Gezeiten Seite 7 1. � Ebbe bezeichnet das Sinken des Meeresspiegels (Tide-)Hochpiege zwischen ischen (Tid -)Hoch- und (Tide-)Niedrigwasser. sse � Flut bezeichnet das Steigen des Meeresspiegels (Tide-)Niedrigegels zwischen wischen (Tide )Niedri und (Tide-)Hochwasser. asser. � (Tide-)Hochwasser bezeichnet den höchsten Wasserstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden (Tide-) n Was erstand zwis an nden (Ti Niedrigwassern. � (Tide-)Niedrigwasser bezeichnet Wasserstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden et den tiefsten Wasse nanderfolgende (Tide-) Hochwassern. � Tidenhub bezeichnet den Höhen Höhenunterschied terschied zzwischen (Tide-)Hochwasser chwa r und (Tide-)Niedrigwasser. e-)Niedrigwa 2. Springtide (Springflut): Sonne Linie stehen. Dadurch ut): Zur Springtide kommt omm es wenn Erde, Mond und d Son e in einer Lin nie st addieren sich die Anziehungskräfte. Bei Neumond wirken die Anziehungskräfte nziehungskräfte. Be ziehun ngskräfte skräfte sogar aus derselben Richtung. (Zusatz: Auf jeweils gegenüberliegenden Erdseite entsteht ebenfalls e ein hoher Flutberg, da sich die Drehuf der jewei s gegenüberl n hoh Erde befin befindet.) achse iinnerhalb erhalb der Er Nipptide (Nippflut): Zu Zur Nipptide kommt es, und s, wenn Erde, Mond un d Sonne in einem rechten Winkel zueinander stehen. Dadurch wirken die Anziehungskräfte Sonne en. D durch wir skräfte vvon Mond und Sonn e in unterschiedliche Richtungen und schwächen schwäche sich gegenseitig ab. H C S R O V II 8 St Sturmfluten – Naturgefahren an den Küsten efah Seite 8 1. a) Beispiele: – Einflussfaktor ktor Gezeiten: G zeiten Bei der Springtide fallen die Fluten z. B. besonders hoch aus. – Einflussfaktor (Windrichtung / Windstärke): Z. B. wird Atlantikwasser durch vorherrschende n lussfaktor Wind Wind (Win Westwinde und die Deutsche Bucht gedrückt. Bei Winden mit Sturm- oder Orkanstärke Wes winde in die Nordsee N wird dieser Prozess entsprechend verstärkt. eser Pro – Einflussfaktor Wetterlage: Z. B. lässt geringer Luftdruck im Bereich des nordatlantischen Tiefs den Einfluss Wasserspiegel ansteigen, der in Richtung der flacheren Küstenbereiche an Höhe zunimmt. Wasse – Einflussfaktor Küstenform: Z. B. führen trichterförmige Küsten bzw. Flussmündungen (bspw. ElbmünE dung) zu einer Stauung der Wassermassen und entsprechend höheren Wellen. b) Sturmfluten bergen die Gefahr von großflächigen Überschwemmungen, insbesondere wenn Deiche durchbrochen werden. Hinzukommt, dass der Wasserstand relativ rasch ansteigt und Sturmfluten – je nach Wetterlage – auch in schneller Folge nacheinander auftreten können. Mögliche Folgen: Landverluste, Beschädigung / Zerstörung von Gebäuden und Infrastruktur, Bedrohung von Mensch und Tier. Eine Begleiterscheinung von Sturmfluten sind Unwetter, von denen zusätzliche Gefahren ausgehen (Entwurzelung von Bäumen, einstürzende Dächer usw.). 2. Ein Grund liefert die globale Erderwärmung, die zu einem Anstieg des Meeresspiegels (durch thermische Ausdehnung und Abschmelzen von Festlandeis) und damit wahrscheinlich zu einem Anstieg der Sturmfluthöhen führen wird. Ein weiterer Grund besteht darin, dass sich die Zunahme der atmosphärischen Treibhausgase, die das globale Klima beeinflussen, vermutlich auch auf die Entwicklung von Stürmen auswirkt. So könnten Stürme in ihrer Häufigkeit und Intensität künftig zunehmen und damit auch die Gefahren von Sturmfluten erhöhen. Sebastian Lemke: Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre © Persen Verlag zur Vollversion 16 II 9 Hochwasser und Überschwemmungen an Flüssen Seite 9 1. Von einem Hochwasser spricht man, wenn das Wasser deutlich über den normalen Pegelstand (Mittelwasser) ansteigt. Flüsse treten bei Hochwasser über die Ufer und überschwemmen – insbesondere bei fehlenden oder instabilen Deichen – die dahinterliegende Landschaft. 2. a) Starkregen (im Sommer), rasche Schneeschmelze (im Frühjahr), ergiebiger Dauerregen, Eisstau, Windstau b) – Flussausbau, insbesondere durch Flussbegradigung: Durch Begradigungen und Staustufen wird die Fließgeschwindigkeit erhöht, natürliche Rückhalteräume (Überflutungsflächen) gehen verloren; der Fluss gewinnt an Energie und richtet bei Hochwasser entsprechend größere Schäden an – Versiegelung / Verbauung der Landschaft: Durch Flächenversiegelung und Verbauung oder landwirtschaftliche Nutzung natürlicher Rückhalteräume entlang von Flüssen (insbesondere von Auen mit ihrer Schutzfunktion) werden die Oberflächenabflüsse erhöht, weil der Boden weniger Wasser speiden w chern kann; Wasser fließt verstärkt in die Kanalisation und gelangt schneller die Flüsse, wodurch er in d letztlich die Fließgeschwindigkeit erhöht wird. – (Zusatz: Auch der menschliche Einfluss auf die Erderwärmung und eine prognostizierte Zune dadurch p nahme der Niederschläge in Mitteleuropa, vor allem im Frühjahr ahr und Winter, kann zzu einer erhöhten Hochwassergefahr beitragen.) 3. Mögliche Folgen: Menschen und Tiere ertrinken; Häuser und Hausrat, d Haus at, Gewerbe- und d Industrieanlagen sowie Infrastruktur (z. B. Straßen, Bahngleise, Gas-, Strom Strom-, WasserTelefonleitungen) werden beschädigt asser- und T elefonleitun häd oder zerstört; Ernteverluste entstehen; Grundwasser wird vverseucht Heizöl, Chemikalien), seucht (z. B. durch urch H U A H C II 10 Gletscher – Ströme aus Eis Seite 10 � Gletschertor; � Gletscherzunge; 1. � Endmoräne; �� Gletscherbach; h; � Gletscherspalten; Gletscherspalten; �� cherzunge; � Grundmoräne; Grund � Nährgebiet; �� Sandersedimente; � � � Schneegrenze; Schnee- und Firnfeld; Seitenmoräne; sedimente; Schneegren nd Fi d; enmoräne; � Zehrgebiet 2. Ein Gletscher entsteht Bedingungen: Erstens muss ausreichend Niederschlag in Form von eht nur unter zwei B ss aus ichend Niedersch Schnee fallen, zweitens Teil des Schnees auch in den len, zweite ns muss ein Te n Sommermonaten Somme monat liegen bleiben. Beide Voraussetzungen befindet sich das Nährgebiet Voraus tzungen sind oberhalb erhal der klimatischen Schneegrenze eegrenze erfüllt. Dort D t bef des Gletschers. dem Neuschnee bildet sich zunächst zunehmenden Druck schließlich Gletschers. Aus de unächst der Firn Fi n und durch du Eis. Erst wenn Eismassen eine ausreichende wenn die E sreichen Mächtigkeitt besitzen besitze und beginnen sich talwärts zu bewegen, spricht Gletscher anfängt zu schmelzen, wird als spric man von einem Gletscher. r Das Gebiet, Gebie in n dem ein G Zehrgebiet Zehrgeb bezeichnet. S R O V II 11 Lawinen – die weiße ße Gef Gefahr 1. a) entyp Lawinentyp: b) A Lock rschn Lockerschneelawine Staublawine Seite 11 B C Schneebrettlawine Schnee Schneebrettlawine brettlawine Lockerschneelawine Staublawine � ist bis zu 350 km / h schnell � typische Skifahrer-Lawine � hat punktförmigen Anriss gilt als typi sche S � reißt durch Kettenreaktion erzeugt gefährliche Druckwellen hat at linienför linienförmigen Anriss � immer mehr Schnee mit sich � � vergleichsweise weniger besteht aus Luft-Schnee-Gemisch gleitet in Schollen talwärts � � gefährlich 2. a) Faktoren (Zusatzerklärungen in Klammern): – Hangneigung (Steilheit) (vorwiegend zwischen 30° bis 50° Neigung), – Hanglage (Exposition) (hiermit ist u. a. der Einfluss durch die Sonnenscheindauer verbunden) – Neuschneemenge (entscheidend ist vor allem die Zuwachsrate pro Zeiteinheit, nicht die Gesamthöhe der Schneedecke), – Festigkeit der Schneedecke (nimmt z. B. durch Erwärmung ab), – Wind (trägt zu unregelmäßiger Schneeablagerung bei, insbesondere von Neuschnee, der an bestimmten Positionen vermehrt abgelagert wird), – Temperatur, Temperaturschwankung (hat insbesondere Einfluss auf die Schneefestigkeit, s. o.), – Niederschlagsereignis (kann Schneefestigkeit rapide verringern) Sebastian Lemke: Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre © Persen Verlag zur Vollversion 17 b) Die Entstehung von Lawinen wird insbesondere durch die Rodung lawinengefährdeter Berghänge begünstigt. Fehlender Waldbewuchs verringert letztlich die Stabilität der Schneemassen. Auch der anthropogen beeinflusste Klimawandel und die damit verbundene Erderwärmung kann indirekt zu einer erhöhten Lawinengefahr führen. Zur Auslösung einer Lawine kommt es, wenn die Schneedecke zu instabil geworden ist und der Belastung nicht mehr standhalten kann. Menschliche Auslöser sind vor allem Belastungen durch Ski- oder Snowboardfahrer (Eigengewicht), aber auch Sprengladungen bzw. Explosionen (Druckwellen). II 12 Dürren und Dürrekatastrophen Seite 12 1. a) Der Begriff „Dürre“ bezeichnet eine extreme Trockenperiode, in der (z. B. infolge von Niederschlagsmangel) weniger Wasser verfügbar ist als erforderlich (und somit eine ausreichende Wasserversorgung der Pflanzen nicht mehr gewährleistet ist). b) Eine Dürre wird zu einer Dürrekatastrophe, sobald Menschen (und Tiere) unterr den F Folgen einer Dürre zu leiden haben. Dies ist oft eine Folge unangepasster Landnutzung (etwa durch Übernutzung, Abholzung). ch Übernu Zur Katastrophe führen letztlich der Entzug der Nahrungsgrundlage (durch Ernteausfälle Ernteausfälle) und Trinkwasserknappheit. 2. Lösungsbeispiel: zu geringe Niederschläge höhe Verdunstung durch höhere urc höhere Temperaturen ren H C Dürre sinkende i Wasserstände de n von Grundwasser, Flüssen und Seen Ernteausfälle S R weniger eniger Viehfutter ehfutter Hungersnot H ngersn U A warme,, trockene troc Winde Krankheiten O V Sebastian Lemke: Naturgewalten der Atmosphäre und Hydrosphäre © Persen Verlag Trinkk wasserserknappheit kna heit Gefahr von Gefah Waldbränden „Hitzetote“ „Hitze zu wenig Kühlwasser Kühl wasser fürr Kra Kraftwerke Engpässe in der Stromversorgung zur Vollversion 18 ® Bergedorfer Weitere Downloads, E-Books und Print-Titel des umfangreichen Persen-Verlagsprogramms finden Sie unter www.persen.de Hat Ihnen dieser Download gefallen? Dann geben Sie jetzt ertung auf www.persen.de direkt bei dem Produkt Ihre Bewertung ungen m it. ab und teilen Sie anderen Kunden Ihre Erfahrungen mit. U A H C S R O V © 2013 Persen Verlag, Hamburg AAP Lehrerfachverlage GmbH bH Alle Rechte vorbehalten. en Das Werk als Ganze Ganzes sowie in seinen TTeilen unterliegt dem deutschen Urheberrecht. Der Erwerber des Werkes ist berechtigt, das Werk als Ganzes oder in sein seinen Teilen für den eigenen Gebrauch und den Einsatz im Unterricht zu nutzen. Die Nutzung ist nur für den genannten stattet, nicht je doch ffür einen weiteren kommerziellen Gebrauch, für die Weiterleitung an Dritte oder für die Veröffentlichung Zweck gestattet, jedoch der in Intra im Internet oder Intranets. Eine über den genannten Zweck hinausgehende Nutzung bedarf in jedem Fall der vorherigen schriftlichen Zustimmung des Ve Verlages. Die AAP Lehrerfachverlage GmbH kann für die Inhalte externer Sites, die Sie mittels eines Links oder sonstiger Hinweise erreichen, keine Verantwortung übernehmen. Ferner haftet die AAP Lehrerfachverlage GmbH nicht für direkte oder indirekte Schäden (inkl. entgangener Gewinne), die auf Informationen zurückgeführt werden können, die auf diesen externen Websites stehen. Illustraonen: Erdatmosphäre (S. 1), Zirkulaonsschema (S. 2): Oliver Weerauer / Illustraonen (S. 4–7), Wasserstände (S. 9): Marion El-Khalafawi / Gletscher (S. 10): Oliver Weerauer © T. Michel – Fotolia.com / Pegel (S. 8), © Heiner Wihake – Fotolia.com / Sturmflut (S. 8), © Deutscher Weerdienst / Hochwasser (S. 9), © mhp – Fotolia.com / Lockerschneelawine (S. 10), Quelle: Stephan Harvey, WSLInstut für Schnee- und Lawinenforschung SLF / Staublawine (S. 10), © jancsi hadik – Fotolia.com / Schneebre (S. 10), Quelle: Thomas Stucki, WSLInstut für Schnee- und Lawinenforschung SLF Satz: Satzpunkt Ursula Ewert GmbH Bestellnr.: 23260DA2 www.persen.de zur Vollversion
